УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ Советский патент 1969 года по МПК G01R7/04 

Изобретение отиосит-ся -к области электроизмерительной техники ;и может быть использавано, например, при создании аппарат фы для автоматической повер.ки трансформаторов тока.

При поверке трансформаторов переменного тока, как правило, имеются два синусоидальных (Сигнала:

f/i f/isinco ; (),

где Ui - опорный сигнал, пропорциональный вектору первичного тока трансформатора;

Uz - измеряемый сигнал, лрапорциональный разности приведенных векторов первичного и вторичного токов;

Ф - сдвиг фаз между опорным и измеряемым напряжения,ми.

Мерой погрешности поверяемого трансфорj: 2

матора является токовая f созф и угло 1

вая б- --Т- 51пф погрешности, i

Для полной поверки трансформатора необходимо -снять его погрешности при /1 (0,1 - 1,2) f/iHOM, т. е. в двенадцатикратном диапазоне изменения первичного тока. Таким образом, для поверки трансформаторов требуется найти отношение ортогональных составляющих вектора напряжения 1/2 к амплитудному значению вектора U в широком динамическом диапазоне.

Известно, что для определения ортогональных составляющих синусоидального напряжения, могут использоваться фазочувствительные детекторы, управляемые соответствующими устройствами. Но такие схемы не позволяют получить отношение ортогональных составляющих напрял ;ения к опорному сигналу без дополнительных функциональных преобразователей. Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что к фазочувствительным детекторам подключено спусковое устройство, состоящее из двух триггеров, соединенных между собой последовательно через электронный коммутатор порогов срабатывания

второго триггера.

Это позволяет при простом конструктивном выполнении получить отношение ортогональных составляющих синусоидального сигнала к опорному непосредственно в фазочувствительных детекторах с высоким быстродействием, что обеспечивает автоматизацию процесса измерения и повышает производительность. На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемого ство; на фиг. 3 - эпюры напряжений, формируемых в спусковом устройстве. Блок-схема электронного устройства для измерения отношения синусоидальных сигналов -состоит из спускового устройства /, фазочувствительных детекторов 2 и 3, интегрирующего усилителя 4 и анализаторов 5 я 6 результатов измерений. Спусковое устройство (см. -фит. 2) содержит несимметричный триггер (транзисторы 7 и 8), ключ Я симметричный триггер (транзисторы 10 и 11), усилитель импульсов запуска (транзисторы 12 и 13), эмиттерное сопротивление 14, опорный диод/5, усилитель мощности на транзисторах 16 и 17 и выходной трансформатор 18. В предлагаемом устройстве, кроме имеющихся двух сигналов, необходимо иметь сигнал, который изменяется по заколу „ - Г J,d(t) - cos (0./1 + с) - cos (to гк Jял .f (со/) sin (со/, -f о) - sin (со/ . - й-п: пт. Для решения поставленной задачи необходи-мо выполнять два условия; со/1 + со/2 2пл:;(3) лго - f/o где Ui) - постоянное опорное напряжение. Или, что то же самое. sin wti sin со/, - Если эти условия выполнены, то на выходе фазочувствительных детекторов получим ,2Z/0 л ,. л./ys ° -sln-j --5-о; п,и.. -- т. е. выходные напряжения оказываются пропорциональными искомым отношениям ортогональных составляющих вектора напряжения 62 к амплитуде t/i ,или, при повер,ке трансформаторов, погрешностям последних. Импульсное управляющее напрял ;ение для фазочувствительных детекторов вырабатывается спусковым устройством, имеющим два порога срабатывания f/o и -С/о- На вход спускового устройства подается сигнал 6i (7isin(o/ (см. фит. 3,а). Для выполнения условий (5) и (6) спусковое устройство должно срабатывать на монотонно-м участке функции U, когда U поочередно равно t/o и - VQ. Тогда на ;выходе спускового устройства получаются нмUs (со/ + ф), где К - постоянный коэффициент. Это легко достигается с помощью интегрирующего усилителя, на вход которого подается напряжение UzСигналы /2 .и f/s поступают на фазочувствительные детекторы 2 и 5, управляемые импульсным,, напряжением. Фронты импульсов соответствуют по фазе oj/i-f2/ «.-t; (о/2-(-2/Сгая, где К - любое целое число; 2пя - период повторения управляющего напряжения. Постоянные составляющие выходных напряжений фазочувствительных детекторов соответственно равны р) А . sin + 9 ; (1) п) i . Sin . COS tail + /2 лт12 пульсы (см. фиг. 3,6), фронты которых имеют угловые координаты oj/2 arc sin I - со/1 arc sin Если онусковое устройство срабатывает на нисхО-П,ящем участке синусоиды, то на восходящем срабатывания быть не должно. В рассмотренном случае п. Пр:и двенадцатикратном изменен-пи сигнала и скважность импульсов значительно изменяется, что усложняет подачу этих им-нульсов на фазочувствительный детектор. Поэтому для больших динамических диапазонов .входных сигналов целесообразнее применять спусковое устройство, форм-ирующее им пульсы при /1 2 (см. фиг. 3,в). Это значит, что если передний фронт и мпульса соответствует углу со/ь то задний должен соответствовать 4я-co/i. При этом скважность выходных импульсов изменяется в приемлемых пределах. На фиг. 2 дана схема спускового устройства, вырабатывающего импульсы при п 2. Основным элементом схемы является триггер (транзисторы 7 и S), порог срабатывания которого изменяется путем шунтирования опорного напряжения в эмиттере транзистора 8. Опорное напряжение управляется ключом 9, который, в свою очередь, управляет симметричным триггером (транзисторы 10 и 11. Усилитель на транзисторах 12 и 13 служит для ф-ормирования импульсов запуска симметричного триггера. базе транзистора 7, на коллекторе транзи)ра8 вырабатывается отрицательный фронт, потенциал коллектора транзистора S станотся приблизительно равным потенциалу иттера. Если в это время ключ 5 заперт, потенциал эмиттера транзистора 5 опредеется опорным диодом 15. Элементы схемы ссчитываются таким образом, чтобы потенал базы транзистора 7 в это время был иблизительно +f/o- Когда f/j начинает еньшаться и достигает величины +f/o, трансторы 7 и 5 запираются, и на коллекторе анзистора 8 вырабатывается положитель1Й фронт, который через усилитель на трансторах 12 и IS опрокидывает триггеры на анзисторах 10 и //. При этом отпирается (юч 9. В следующий период напряжения U )сле отпирания транзисторов 7 и 5 на базе анзистора 7 устанавливается потенциал , так как диод /5 в это время зашунти)ван. Следующее запирание транзисторов 7 &, а следовательно, и «опрокидывание )иггера на транзисторах 10 и // наступает, зтда напряжение t/i достигает величины Выходные импульсы триггера на транзистоах 10 и 11, пройдя усилитель мощности на эанзисторах 16 и П, через трансформатор S управляют фазочувствительными детектоами. Выходные импульсы спускового устройгва управляют фазочувствительными детекторами 2 и 5 (см. фиг. 1). На вход детектора 2 подается измеряемое напряжение t/2. Постоянное напряжение Up на выходе этого детектора согласно выражению (7) пропорционально отношению реактивной составляющей вектора t/g к амплитудному значению U. На вход детектора 3 подается напряжение /з, получаемое с выхода интегрирующего усилителя 4. Выходное напряжение IJа детектора 5 согласно выражению (8) пропорционально отношению активной составляющей t/2 к U. Напряжения V„ и V р --а псдаются на автоанализаторы 5 6 результатов матические измерения. Предмет изобретения Устройство для Нз герения отношения синусоидальных сигналов, содержащее фазочувствительные детекторы, отличающееся тем, что, с целью повышения пролзводительности и автоматизации процесса измерения отношения ортогональных составляющих синусоидального напряжения к амплитудному значению опорного напряжения и получения искомого отношения .непосредственно в фазочувствительных детекторах, к фазочувствительным детекторам подключено спусковое устройство, -состоящее из двух триггеров, соединенных между собой последовательно через электронный коммутатор порогов срабатывания второго триггера.

t, 5

-ij 5

Ц vl